Установка извлечения углеводородов c2+ из природного газа (варианты)

Авторы патента:

F25J3/00 - Способы и устройства для разделения компонентов газовых смесей, включая использование сжижения или отверждения

C10G5/06 - охлаждением и(или) сжатием

Владельцы патента RU 2697328:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для извлечения углеводородов С₂₊ из природного газа. Установка извлечения углеводородов С₂₊ из природного газа, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с компрессором внешнего контура охлаждения, на линии газа высокого давления сначала установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией подачи газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем параллельно расположены испаритель внешнего контура охлаждения и рекуперационный теплообменник и далее первый детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором и рекуперационным теплообменником линией подачи газа низкого давления, а с сепаратором дополнительно - линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен второй детандер, кроме того, дефлегматор оснащен линией подачи флегмы в деметанизатор, которой оборудован линией подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, а также линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор, при этом внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство. Технический результат - повышение выхода углеводородов С₂₊. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для извлечения углеводородов С₂₊ из природного газа.

Известен способ сжижения богатого углеводородами потока с одновременным извлечением С₃₊ - богатой фракции с высоким выходом [RU 2317497, опубл. 20.02.2008 г., МПК F25J 1/02, F25J 3/00], осуществляемый на установке, включающей три холодильных каскада со смешанными хладоагентами разного состава и блок фракционирования, состоящий из сепаратора, детандер-компрессорного агрегата, насоса, рекуперационного теплообменника, абсорбера и отпарной колонны.

Недостатками известной установки являются неполное извлечение углеводородов С₃₊ и невозможность извлечения этана.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, рекуперационные теплообменники, дефлегматор, редуцирующие устройства, блок низкотемпературной сепарации (сепаратор) и блок стабилизации конденсата.

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа при редуцировании.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет установки в качестве редуцирующих устройств детандеров, соединенных кинематически или электрически с компрессором для сжатия хладоагента внешнего цикла охлаждения или хладоагента смешения.

Предложено два варианта установки, в первом установлен компрессор хладоагента внешнего цикла охлаждения, а во втором - компрессор части газа высокого давления, используемой в качестве хладоагента смешения.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, оснащенной линиями газа высокого и низкого давления, особенность заключается в том, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с компрессором внешнего контура охлаждения, на линии газа высокого давления сначала установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией подачи газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем параллельно расположены испаритель внешнего контура охлаждения и рекуперационный теплообменник, и далее - первый детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором и рекуперационным теплообменником линией подачи газа низкого давления, а с сепаратором дополнительно - линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен второй детандер, кроме того, дефлегматор оснащен линией подачи флегмы в деметанизатор, которой оборудован линией подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, а также линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор, при этом внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладоагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство.

Второй вариант установки отличается отсутствием внешнего контура охлаждения и расположением на линии газа высокого давления параллельно рекуперационному теплообменнику холодильника, третьего детандера и компрессора. В этом случае часть газа высокого давления выполняет роль хладоагента смешения.

Деметанизатор может быть оснащен линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций. При высоком содержании углекислого газа и низком содержании тяжелых углеводородов в газе высокого давления установку целесообразно оснастить блоком очистки газа от углекислоты, например, адсорбционного типа, а при необходимости дальнейшей транспортировки газа на линии вывода газа низкого давления может быть установлена газоперекачивающая компрессорная станция.

Установка оборудована блоком осушки, например, адсорбционного типа. Деметанизатор может быть выполнен в виде ректификационной колонны. Редуцирующее устройство внешнего контура охлаждения может быть выполнено в виде дроссельного вентиля, вихревой трубы или, преимущественно, в виде детандера. В качестве продувочного газа может быть использована часть газа низкого давления. В качестве остальных элементов установки могут быть расположены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение в качестве редуцирующих устройств детандеров, соединенных кинематически или электрически с приводом компрессора, позволяет использовать механическую энергию редуцирования технологических потоков для дополнительного охлаждения газа путем выведения из установки тепла, выделяющегося при сжатии циркулирующего хладоагента с помощью конденсатора (первый вариант) или при сжатии части газа высокого давления с помощью холодильника (второй вариант), что снижает температуру газа, приводит к уменьшению содержания углеводородов С₂₊ в газе и увеличивает их выход.

Установка в первом варианте включает блок адсорбционной осушки 1, внешний контур охлаждения в составе испарителя 2, компрессора 3, конденсатора 4 и редуцирующего устройства 5, рекуперационный теплообменник 6, детандеры 7 и 8, дефлегматор 9, деметанизатор 10 и сепаратор 11. Второй вариант установки взамен внешнего контура охлаждения включает компрессор 12, холодильник 13 и третий детандер 14. Установка может быть оборудована блоком очистки от углекислого газа 15 и компрессорной станцией 16 (показано пунктиром).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) газ высокого давления, подаваемый по линии 17, осушают в блоке 1, подавая для регенерации адсорбента продувочный газ по линии 18, и разделяют на два потока, первый поток охлаждают в испарителе 2 хладоагентом внешнего контура охлаждения, циркулирующим по линии 19, а второй поток охлаждают в теплообменнике 6, потоки объединяют, редуцируют с помощью детандера 7 и направляют в дефлегматора 9, где подвергают дефлегмации за счет противоточного охлаждения подаваемым по линии 20 из сепаратора 11 газом низкого давления, который затем нагревают в теплообменнике 6, смешивают с газом регенерации, подаваемым из блока 1 по линии 21, и выводят с установки по линии 22. При циркуляции во внешнем контуре охлаждения хладоагент, нагретый в испарителе 2, сжимают компрессором 3, приводимым в движение детандерами 7, 8 и, возможно, 5, охлаждают в конденсаторе 4 и редуцируют в устройстве 5. Полученный в дефлегматоре газ выводят по линии 23, редуцируют в детандере 8 и совместно с метансодержащим газом, подаваемым по линии 24 из блока 10, направляют в сепаратор 11. Из низа сепаратора 11 по линии 25 широкую фракцию легких углеводородов направляют в блок 10 совместно с флегмой, подаваемой из низа дефлегматора 9 по линии 26, где подвергают деметанизации с получением углеводородов С₂₊ и метансодержащего газа, выводимых по линиям 27 и 24, соответственно. Работа второго варианта (фиг. 2) отличается тем, что газ высокого давления после осушки разделяют на два потока, первый охлаждают в рекуперационном теплообменнике 6, а второй сжимают с помощью компрессора 12, приводимого в движение детандерами 7, 8 и 14 с помощью кинематической и/или электрической связи, охлаждают в холодильнике 13 и редуцируют с помощью детандера 14. При необходимости в обоих вариантах установки объединенный газовый поток очищают от углекислого газа в блоке 15, а газ низкого давления сжимают в компрессорной 16. Взамен углеводородов С_2+, из деметанизатора 10 по линиям 28 и 29 могут раздельно выводиться этановая и пропан-бутановая фракции (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С₂₊ и может найти применение в газовой промышленности.

1. Установка извлечения углеводородов С₂₊ из природного газа, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с компрессором внешнего контура охлаждения, на линии газа высокого давления сначала установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией подачи газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем параллельно расположены испаритель внешнего контура охлаждения и рекуперационный теплообменник и далее первый детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором и рекуперационным теплообменником линией подачи газа низкого давления, а с сепаратором дополнительно - линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен второй детандер, кроме того, дефлегматор оснащен линией подачи флегмы в деметанизатор, которой оборудован линией подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, а также линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор, при этом внешний контур охлаждения включает расположенные на линии циркуляции хладагента испаритель, компрессор, конденсатор и редуцирующее устройство.

2. Установка извлечения углеводородов С₂₊ из природного газа, оснащенная линиями газа высокого и низкого давления, включающая рекуперационный теплообменник, дефлегматор, редуцирующие устройства и сепаратор, отличающаяся тем, что в качестве редуцирующих устройств установлены детандеры, кинематически или электрически соединенные с приводом компрессора, на линии газа высокого давления установлен блок осушки с линией ввода продувочного газа и линией подачи газа регенерации в линию вывода газа низкого давления, затем линия газа высокого давления разделена на две линии, на одной установлены компрессор, холодильник и первый детандер, на другой - рекуперационный теплообменник с линиями вывода и подачи газа низкого давления, далее линии газа высокого давления соединены в одну линию, на которой установлен второй детандер и дефлегматор, соединенный с сепаратором линией подачи газа низкого давления и линией подачи газа дефлегмации, на которой установлен третий детандер, кроме того, дефлегматор соединен с рекуперационным теплообменником линией подачи газа низкого давления и оснащен линией подачи флегмы в деметанизатор, которой оборудован линией подачи широкой фракции легких углеводородов из сепаратора, а также линией вывода углеводородов С₂₊ и линией подачи метансодержащего газа в сепаратор.

Изобретение относится к низкотемпературному разделению воздуха. Воздух сжимается в основном воздушном компрессоре (2).

Установка низкотемпературной дефлегмации с сепарацией нтдс для подготовки природного газа с получением этан-бутановой фракции и способ ее работы // 2695553

Изобретение относится к низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности. Сырой газ охлаждают в первом рекуперационном теплообменнике, разделяют на конденсат и газ, который после охлаждения во втором рекуперационном теплообменнике и редуцирования подвергают дефлегмации за счет охлаждения редуцированным газом дефлегмации, подаваемым из верха дефлегматора в его теплообменную секцию и затем в низкотемпературный сепаратор, из которого выводят конденсат и, после нагрева во втором рекуперационном теплообменнике, подготовленный газ.

Способ получения высокообогащенного ксенонового концентрата (варианты) // 2692188

Изобретение относится к разделению газов. Способ включает выполнение по меньшей мере двух циклов шагов, каждый из которых включает адсорбцию и раздельную десорбцию.

Способ и устройство для низкотемпературного разделения воздуха с переменным потреблением энергии // 2691210

Способ и устройство служат для получения продукта (72; 73) сжатого газа при помощи низкотемпературного разделения воздуха в системе дистилляционных колонн, которая имеет колонну (21) высокого давления и колонну (22) низкого давления.

Способ выделения этана из газовой фракции с высоким содержанием углеводородов // 2689866

Описан способ выделения газообразной продуктовой фракции (11) с высоким содержанием этана из газообразной сырьевой фракции (1) с высоким содержанием углеводородов, предпочтительно из природного газа.

Способ получения гелия // 2689252

Описан способ получения продуктовой фракции гелия (6) из содержащей азот и гелий сырьевой фракции (3). Содержащую азот и гелий сырьевую фракцию (3) частично конденсируют (E1), разделяют на первую обогащенную гелием фракцию (5) и первую обогащенную азотом фракцию (8) и первую из них подвергают дополнительной адсорбционной очистке.

Способ переработки органического сырья с получением синтетического высококалорийного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза // 2688568

Изобретение относится к области переработки органических веществ как моносостава, так и сложного состава (сырья), а именно к способу высокотемпературного абляционного пиролиза.

Установка низкотемпературной дефлегмации с сепарацией нтдс для подготовки природного газа с получением сжиженного природного газа и способ ее работы (варианты) // 2688151

Изобретение относится к установкам низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности. Изобретение касается двух вариантов установки, включающих входной сепаратор, дефлегматор, низкотемпературный сепаратор, выветриватель, деметанизатор, деэтанизатор (второй вариант), дебутанизатор, три рекуперационных теплообменника, два холодильника, сепаратор, блоки осушки и очистки, два детандера, два компрессора и два редуцирующих устройства.

Повышение эффективности системы производства спг путем предварительного охлаждения поступающего потока природного газа // 2685778

Система производства сжиженного природного газа содержит теплообменник, выполненный с возможностью осуществления теплообмена между потоком хладагента и потоком природного газа, для испарения потока хладагента конденсации потока природного газа; компрессор природного газа, охладитель природного газа для охлаждения потока сжатого природного газа до температуры, близкой к температуре окружающей среды, и расширитель природного газа для расширения природного газа после охлаждения.

Способ получения концентрата ксенона и криптона // 2685138

Изобретение относится к технологическим процессам получения инертных газов и может быть использовано для получения концентрата ксенона и криптона из природного газа, в том числе из попутного нефтяного газа и угольного газа.

Система пароохладителя, система компримирования, использующая такую систему, и способ получения сжатой и по меньшей мере частично сконденсированной смеси углеводородов // 2692855

Изобретение относится к переработке углеводородных газов. Сжатый парообразный выходящий поток подвергают уменьшению перегрева в системе пароохладителя.

Способ удаления азота из обогащенной углеводородом фракции // 2690508

Изобретение относится к способу получения сжиженного углеводородного газа с низким содержанием азота. Способ получения сжиженной обогащенной углеводородом фракции (фракции продукта) с содержанием азота ≤ 1 мол.% осуществляют следующим образом.

Доставка природного газа в форме раствора жидких углеводородов при температуре окружающей среды // 2689226

Изобретение относится к транспортировке природного газа. Способ транспортировки природного газа включает транспортировку жидкой смеси с применением морского танкера из первого местоположения во второе местоположение и высвобождение газа из жидкой смеси во втором местоположении путем понижения давления жидкой смеси.

Способ и система для получения сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов // 2684621

Изобретение относится к способу получения сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов. Способ включает: обеспечение смеси углеводородов в паровой фазе и пропускание указанной смеси углеводородов через входной газоочиститель, содержащий входную ёмкость, посредством которой из входного газоочистителя отводятся пары углеводородов; транспортирование паров, поступающих из входного газоочистителя, через приемный газоочиститель компрессора, содержащий всасывающую ёмкость, посредством которой из приемного газоочистителя компрессора отводят поток паров, поступающих в компрессор; cжатие поступающего в компрессор парообразного потока в агрегате, образованном из одного или большего числа компрессоров, с получением более высокого давления и образованием при этом сжатого парообразного выходящего потока; уменьшение перегрева сжатого парообразного выходящего потока в системе для уменьшения перегрева, содержащей теплообменник-пароохладитель, включающее приведение, по меньшей мере, части сжатого парообразного выходящего потока в косвенный контакт с теплообменом с потоком из окружающей среды в теплообменнике- пароохладителе, что позволяет передавать теплоту от сжатого парообразного выходящего потока потоку из окружающей среды с получением в результате из сжатого парообразного выходящего потока охлажденного потока перегретых паров углеводородов, причем система для уменьшения перегрева снабжена регулятором температуры, который функционально связан с клапаном регулирования температуры для изменения степени открытия клапана в зависимости от температуры потока перегретых паров углеводородов; транспортирование, по меньшей мере, части охлажденного потока перегретых паров углеводородов из системы уменьшения перегрева в конденсатор через выходной трубопровод пароохладителя и дополнительное охлаждение части охлажденного перегретого потока углеводородов в указанном конденсаторе с помощью косвенного теплообмена указанной части охлажденного перегретого потока углеводородов с охлаждающим потоком, при этом указанную часть охлажденного перегретого потока углеводородов, по меньшей мере, частично конденсируют с образованием сжатой и, по меньшей мере, частично сконденсированной смеси углеводородов; отделение от охлажденного перегретого потока углеводородов, проходящего через выходной трубопровод пароохладителя, рециркуляционной части с образованием рециркуляционного потока с определенным расходом на рециркуляцию, поступающего из выходного трубопровода пароохладителя в агрегат, состоящий из одного или большего количества компрессоров, через барабан-сепаратор для противопомпажной рециркуляции, клапан противопомпажной рециркуляции и приемный газоочиститель компрессора, при этом расход на рециркуляцию регулируется с помощью клапана противопомпажной рециркуляции, и извлечение жидких компонентов из рециркуляционной части охлажденного перегретого потока углеводородов и отвод через выпускной патрубок для жидкости, имеющийся в барабане-сепараторе противопомпажной рециркуляции; подачу жидких компонентов, отведенных из рециркуляционной части охлажденного потока перегретых паров углеводородов, во входной газоочиститель.

Установка для деэтанизации природного газа (варианты) // 2668896

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для разделения природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам.

Способ комплексной подготовки газа // 2637517

Изобретение описывает способ комплексной подготовки газа, при котором газ входной сепарации подвергают дефлегмации за счет охлаждения газом низкотемпературной сепарации с получением газа дефлегмации и флегмы, которую смешивают с конденсатом входной сепарации, и выветривают с получением выветренного конденсата и газа выветривания, который совместно с редуцированным газом дефлегмации подвергают низкотемпературной сепарации с получением газа и конденсата, а при стабилизации смеси конденсатов получают газ стабилизации и стабильный конденсат, отличающийся тем, что сырой газ перед входной сепарацией редуцируют и смешивают с газом стабилизации с помощью эжектирующего устройства, газ входной сепарации охлаждают редуцированным выветренным конденсатом и предварительно нагретым газом низкотемпературной сепарации, а смесь конденсата входной сепарации и флегмы редуцируют и смешивают с конденсатом низкотемпературной сепарации с помощью эжектирующего устройства перед выветриванием.

Устройство для дефлегмации газа // 2626904

Изобретение описывает устройство для дефлегмации газа, включающее вертикальный аппарат с верхней и нижней дефлегматорными секциями, расположенными в верхней части аппарата, и сепарационной зоной в нижней части аппарата с линией подачи сырьевого газа и линиями вывода конденсатов, в котором верхняя дефлегматорная секция соединена линиями ввода/вывода хладоагента с холодильной машиной, оснащенной линиями ввода/вывода теплоносителя, а нижняя дефлегматорная секция соединена с верхом аппарата линиями ввода/вывода подачи подготовленного газа в качестве хладоагента, при этом холодильная машина соединена линиями ввода/вывода теплоносителя с теплообменником, установленным на линии вывода подготовленного газа.

Способ безотходной подготовки скважинной продукции // 2625846

Изобретение относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использовано в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Установка комплексной подготовки газа // 2624710

Изобретение относится к установкам комплексной подготовки природного газа к транспорту методом низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности.

Установка получения углеводородов с2+ путем переработки природного газа (варианты) // 2697330

Изобретение относится к установкам низкотемпературной сепарации и может быть использовано в газовой промышленности для выделения углеводородов С2+ из природного газа. Предложена установка, включающая в варианте 1 блок осушки, внешний контур охлаждения в составе испарителя, компрессора, конденсатора и редуцирующего устройства, два рекуперационных теплообменника, три редуцирующих устройства, сепаратор, дефлегматор и деметанизатор. Вариант 2 взамен оборудования внешнего контура охлаждения включает компрессор, холодильник и четвертое редуцирующее устройство. При работе варианта 1 газ высокого давления осушают и разделяют на два потока, первый охлаждают в первом рекуперационном теплообменнике, а второй - в испарителе и во втором рекуперационном теплообменнике, затем потоки объединяют, редуцируют и направляют в дефлегматор, охлаждаемый газом низкого давления, который затем нагревают в первом рекуперационном теплообменнике и выводят. При циркуляции хладагент внешнего контура после нагрева в испарителе сжимают компрессором, приводимым в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров, охлаждают в конденсаторе и редуцируют. Газ дефлегмации редуцируют и смешивают с метансодержащим газом, получая газ низкого давления. Из дефлегматора выводят флегму, редуцируют ее, выветривают с получением газа выветривания, подаваемого в линию газа низкого давления, и насосом через второй рекуперационный теплообменник подают в деметанизатор, из которого выводят углеводороды С2+ и метансодержащий газ. Работа варианта 2 отличается тем, что второй поток газа высокого давления сжимают компрессором, приводимым в движение с помощью по меньшей мере одного из детандеров, охлаждают в холодильнике, втором рекуперационном теплообменнике и редуцируют. Технический результат - повышение выхода углеводородов С2+. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.